CN101644154A - 一种地层评价仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种地层评价仪，包括：依次组装的上电子节、机械液压节、传感器短节、下电子节及流体取样装置；其中，所述上电子节用于向所述机械液压节提供动力；所述机械液压节用于进行固定、封隔及取样，并驱动所述流体取样装置；所述传感器短节用于对井下环境进行监测，并将监测到的数据传输给所述下电子节；所述下电子节根据所述传感器短节提供的数据对所述机械液压节进行控制；所述流体取样装置在所述机械液压节的驱动下进行取样。本发明采用模块化结构，使得本发明安装方便，结构紧凑，长度变小后定位可靠。

Description

一种地层评价仪

技术领域

本发明涉及一种地层评价仪。

背景技术

目前，在石油勘探开发过程中，需要使用地层评价仪(或称：地层测试器)以获取地层物理参数，这种仪器的主要目的是测压和取样。近年来，国内外地层评价仪的种类较多。这些现存的地层评价仪由于零部件繁多，又均采用首尾相接的串连方式，使得目前的地层评价仪均非常长，在使用时非常不便，非常容易卡住，定位也很难达到精确。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种长度小、使用方便、定位精确的地层评价仪。

为了解决上述问题，本发明提供了一种地层评价仪，包括：依次组装的上电子节、机械液压节、传感器短节、下电子节及流体取样装置；其中：

所述上电子节用于向所述机械液压节提供动力；

所述机械液压节用于进行固定、封隔及取样，并驱动所述流体取样装置；

所述传感器短节用于对井下环境进行监测，并将监测到的数据传输给所述下电子节；

所述下电子节根据所述传感器短节提供的数据对所述机械液压节进行控制；

所述流体取样装置在所述机械液压节的驱动下进行取样。

进一步，所述机械液压节包括电机、柱塞泵、流体泵、补偿油缸、多极取样筒及控制液压回路的两个以上电磁阀；其中：

所述电机设置在所述机械液压节上部，与所述柱塞泵相连，并带动所述柱塞泵转动；

所述柱塞泵在所述电机带动下转动产生液压能，为所述流体泵、补偿油缸及多极取样筒等液压部件提供液压动力；

所述补偿油缸与所述柱塞泵相连，设置在所述机械液压节上部，用于储存液压油；

所述流体泵与所述多极取样筒平行设置在所述机械液压节中部，分别用于提供取样动力及取样；

所述电磁阀设置在所述柱塞泵与所述流体泵、补偿油缸及多极取样筒等液压部件之间，用于控制液压回路。

进一步，所述两个以上电磁阀在所述机械液压节圆周截面上紧密排列并平行设置。

进一步，所述补偿油缸采用两侧双平衡活塞结构。

进一步，所述流体取样装置中设置有两个以上PVT取样筒，所述两个以上PVT取样筒采用并联方式设置。

本发明具有如下优点：

1、本发明采用模块化结构，使得本发明安装方便，结构紧凑，长度变小后定位可靠。

2、本发明中电磁阀采用紧密排列、平行设置，有效利用了本发明的空间，大大缩短了本发明，使得本发明在使用时非常方便、可靠。

3、本发明中两个以上部件采用两侧平行设置，使得本发明的长度进一步缩小。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：

图1示出了本发明一种地层评价仪使用状态示意图；

图2示出了本发明一种地层评价仪整体结构示意图；

图3示出了本发明一种地层评价仪液压原理图；

图4示出了本发明一种地层评价仪中电磁阀排列结构示意图；

图5示出了本发明一种地层评价仪中补偿油缸排列结构示意图；

图6示出了本发明一种地层评价仪中机械液压节结构示意图；

图7示出了本发明一种地层评价仪中PVT取样筒排列结构示意图

图8示出了本发明一种地层评价仪中上电子节结构示意图；

图9示出了本发明一种地层评价仪中传感器短节结构示意图；

图10示出了本发明一种地层评价仪中下电子节结构示意图。

具体实施方式

本发明是靠井口地面设备及电缆绞车9，用测井电缆送入钻井井筒内的，它工作时的地面设备图1所示。本发明的主要任务是把封隔器7贴紧在钻井井壁上，然后用封隔器7上的吸嘴抽取地层流体进行分析，主要工作包括测压、取样等作业项目。

如图2所示，本发明包括：模块化的依次组装的上电子节1、机械液压节2、传感器短节3、下电子节4及流体取样装置5。其中，上电子节1用于向机械液压节2提供动力；机械液压节2用于进行固定、封隔及取样，并驱动流体取样装置5；传感器短节3用于对井下环境进行监测，并将监测到的数据传输给下电子节4；下电子节4根据传感器短节3提供的数据对机械液压节2进行控制；流体取样装置5在机械液压节2的驱动下进行取样。

上电子节1位于本发明的上部，结构如图8所示，包括电源11、通讯电路12、马达启动电路13、上接头电磁阀驱动板14、伽玛探头板15等电路组件，这些电路组件按照优化组装方式设置在上电子节1中。上电子节1中电源22接收来自井上的电能，中转后为通讯电路12、马达启动电路13、上接头电磁阀驱动板14、伽玛探头板15等电路组件提供电能；通讯电路12负责接收传感器发送的数据，并将该数据转换后传输到井上设备，同时还接收来自井上设备信号，转换后发送到动作执行部件；马达启动电路13为三相变频电路，可以进行调速，从而调整液压系统的供油情况；电磁阀驱动板14控制电磁阀21动作，从而实现控制液压回路；伽玛探头板15通过测量井深参数，校正仪器深度位置。

机械液压节2位于上电子节1与传感器短节3之间，为本发明的机械执行机构。机械液压节2中液压系统的工作原理如图3所示，通过电机6驱动柱塞泵8转动，柱塞泵8为液压系统提供动力液压油，并通过电磁阀21控制，实现对各液压部件的驱动和控制。

机械液压节2的结构如图6所示，包括电机6、柱塞泵8、流体泵23、补偿油缸22、多极取样筒24及控制液压回路的两个以上电磁阀21。电机6设置在机械液压节2上部，与柱塞泵8相连，并带动柱塞泵8转动；柱塞泵8在电机带动下转动产生液压能，为流体泵23、补偿油缸22及多极取样筒24等液压部件提供液压动力；补偿油缸22与柱塞泵8相连，设置在机械液压节2上部，用于储存液压油；流体泵23与多极取样筒24平行设置在机械液压节2中部，分别用于提供取样动力及取样；电磁阀21设置在柱塞泵8与流体泵23、补偿油缸22及多极取样筒24等液压部件之间，用于控制液压回路。

另外，在机械液压节2上还设置有仪器采样时用于封隔的封隔器7。封隔器7也通过柱塞泵8驱动，并通过电磁阀21控制。

如图9所示，紧靠机械液压节2的是传感器短节3。传感器短节3内设置用于有测量井下环境压力的石英压力计31、用于测量井下流体电阻率及电导率的电阻率电导率计32以及用于测量井下流体密度的流体密度计33等。石英压力计31、电阻率电导率计32以及流体密度计33按照优化组装方式设置在传感器短节3中。

如图10所示，在传感器短节3下面是下电子节4。下电子节4包含按照优化组装方式设置在下电子节4中的上部传感器的电路41、电磁阀驱动板42、流体取样装置的控制板43等。上部传感器的电路41用于为控制传感器电能的供给，电磁阀驱动板42用于驱动电磁阀21，流体取样装置的控制板43用于控制流体取样装置5中的大取样筒及PVT取样筒51的取样动作，实现大取样筒及PVT取样筒51的分别取样。

最后一节为流体取样装置5，流体取样装置5内可根据需要分别安装大取样筒或PVT取样筒51。在需要进行大量取样时，在下电子节4中的流体取样装置的控制板控制下，大取样筒进行取样。在需要采集高标准要求流体样品时，则控制PVT取样筒51进行取样动作。

如图4所示，在本发明的机械液压节2中，由于电磁阀21的数量较多，本发明采用了在机械液压节2圆周截面上紧密排列并平行设置的方式，也就是径向阵列分布的安装形式。采用这种排列方式仅在仪器上接头内，横截面上就布置了10个电磁阀，在下接头中的横截面上布置了5个电磁阀。

采用这种排列方式的独特优点是：可以在有限的区域内，也就是在本发明的一个横截面中，最大限度地安装液压元器件即电磁阀21。这就使本发明集成度提高，本发明轴向的总长度减小，从而大大简化本发明的机械结构，减轻本发明的重量。

国外同类仪器中电磁阀的排列结构为电磁阀沿地层评价仪轴向安装，这种排列结构显然在地层评价仪径向上，只安装了1个阀，势必要大大增加地层评价仪的长度，才能装入数量较多的电磁阀。

如图6、图7、图8所示，本发明在三个不同的位置，其截面上均采用了“两边侧挂式”的机械结构。

①机械液压节2上部液压储油箱的补偿油缸22采用两侧双平衡活塞结构；

②机械节液压2中段，两侧分别挂装流体泵23和多极取样筒24；

③流体取样装置5中的PVT取样筒51，也采用两侧挂装式机械结构，即同一截面，可安装2个PVT取样筒51。

本发明具有非常突出的效果：

1、仪器分为上电子节1、机械液压节2、传感器短节3、下电子节4及流体取样装置5五个紧凑模块，使仪器长度减少，重量减轻，操作方便；

2、电磁阀21圆周阵列安装，可以大大减少本发明轴向尺寸，使制造成本降低；

3、在本发明三个不同的位置，其截面上均采用了两边侧挂式的机械结构，可以大大减少本发明轴向尺寸，使其结构更加紧凑。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1、一种地层评价仪，其特征在于：包括依次组装的上电子节(1)、机械液压节(2)、传感器短节(3)、下电子节(4)及流体取样装置(5)；其中，

所述上电子节(1)用于向所述机械液压节(2)提供动力；

所述机械液压节(2)用于进行固定、封隔及取样，并驱动所述流体取样装置(5)；

所述传感器短节(3)用于对井下环境进行监测，并将监测到的数据传输给所述下电子节(4)；

所述下电子节(4)根据所述传感器短节(3)提供的数据对所述机械液压节(2)进行控制；

所述流体取样装置(5)在所述机械液压节(2)的驱动下进行取样。

2、如权利要求1所述的地层评价仪，其特征在于：所述机械液压节(2)包括电机(6)、柱塞泵(8)、流体泵(23)、补偿油缸(22)、多极取样筒(24)及控制液压回路的两个以上电磁阀(21)；其中，

所述电机(6)设置在所述机械液压节(2)上部，与所述柱塞泵(8)相连，并带动所述柱塞泵(8)转动；

所述柱塞泵(8)在所述电机带动下转动产生液压能，为所述流体泵(23)、补偿油缸(22)及多极取样筒(24)等液压部件提供液压动力；

所述补偿油缸(22)与所述柱塞泵(8)相连，设置在所述机械液压节(2)上部，用于储存液压油；

所述流体泵(23)与所述多极取样筒(24)平行设置在所述机械液压节(2)中部，分别用于提供取样动力及取样；

所述电磁阀(21)设置在所述柱塞泵(8)与所述流体泵(23)、补偿油缸(22)及多极取样筒(24)等液压部件之间，用于控制液压回路。

3、如权利要求2所述的地层评价仪，其特征在于：所述两个以上电磁阀(21)并排设置在所述机械液压节(2)圆周截面上。

4、如权利要求3所述的地层评价仪，其特征在于：所述补偿油缸(22)包括：入口端(221)与出口端(223)及设置在所述入口端(221)与出口端(223)之间的两个以上活塞缸(222)，所述活塞缸(222)并排设置。

5、如权利要求4所述的地层评价仪，其特征在于：所述流体取样装置(5)中设置有两个以上PVT取样筒(51)，所述两个以上PVT取样筒(51)采用并联方式设置。

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